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DE102011075792B3 - Adjustable damping valve e.g. vibration damper has valve structure that is provided with sleeve-shaped base having receiving opening in which another valve structure is inserted - Google Patents

Adjustable damping valve e.g. vibration damper has valve structure that is provided with sleeve-shaped base having receiving opening in which another valve structure is inserted Download PDF

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    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
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Abstract

Verstellbares Dämpfventil, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, umfassend ein Dämpfventilgehäuse, das von einem Dämpfmedium in zwei Richtungen durchströmt wird, mit einen Ventilkörper und zwei Ventilsitzflächen, von denen eine Ventilsitzfläche über einen Aktuator axial positionierbar ist. Bei einem ersten Ventil ist ein erster Ventilkörper auf einer gehäuseseitigen Ventilsitzfläche und bei einem zweiten Ventil ein zweiter Ventilkörper auf einer aktuatorseitigen Ventilsitzfläche vorgespannt, wobei der erste und der zweite Ventilkörper von separaten Bauteilen gebildet werden.Adjustable damping valve, especially for a vibration damper, comprising a damping valve housing through which a damping medium flows in two directions, with a valve body and two valve seat surfaces, one of which can be axially positioned via an actuator. In a first valve, a first valve body is preloaded on a valve seat surface on the housing side and in a second valve a second valve body is preloaded on a valve seat surface on the actuator side, the first and second valve bodies being formed by separate components.

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an adjustable vibration damper according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 39 14 297 C2 ist ein verstellbarer Schwingungsdämpfer bekannt, der ein Ventilgehäuse aufweist, in dem mindestens eine Ventilscheibe zwischen einer ortsfesten Ventilsitzfläche und einer axial verstellbaren Ventilsitzfläche verspannt ist. Die verstellbare Ventilsitzfläche wird von einem Aktuator bewegt, wobei der Aktuator einem beliebigen Wirkprinzip unterliegt.From the DE 39 14 297 C2 an adjustable vibration damper is known, which has a valve housing in which at least one valve disc between a stationary valve seat surface and an axially adjustable valve seat surface is braced. The adjustable valve seat surface is moved by an actuator, wherein the actuator is subject to any active principle.

Diese Ventilbauweise zeichnet sich durch ihre Einfachheit aus, jedoch besteht ein konstruktionsbedingter Zusammenhang zwischen den Dämpfkraftkennlinien für die Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange, da die druckbeaufschlagten Flächen an der mindestens einen Ventilscheibe für beide Anströmrichtungen gleich groß ist.This valve construction is characterized by its simplicity, but there is a construction-related relationship between the damping force characteristics for the retraction and extension of the piston rod, since the pressurized surfaces on the at least one valve disc for both directions is the same size.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verstellbares Dämpfventil mit einem sehr einfachen Grundaufbau zu realisieren, bei dem die Variationsbreite der Dämpfkräfte bei Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange im Vergleich zum Stand der Technik verbessert ist.The object of the present invention is to realize an adjustable damping valve with a very simple basic structure, in which the range of variation of the damping forces during retraction and extension of the piston rod is improved in comparison to the prior art.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem ersten Ventil ein erster Ventilkörper auf einer gehäuseseitigen Ventilsitzfläche und bei einem zweiten Ventil ein zweiter Ventilkörper auf einer aktuatorseitigen Ventilsitzfläche vorgespannt ist, wobei der erste und der zweite Ventilkörper von separaten Bauteilen gebildet werden und eine Federanordnung zwischen den beiden Ventilkörpern verspannt ist, wobei der erste Ventilkörper einen im wesentlichen hülsenförmigen Grundkörper mit einer Aufnahmeöffnung aufweist, in der der zweite Ventilkörper geführt ist.According to the invention the object is achieved in that in a first valve, a first valve body is biased on a housing-side valve seat and a second valve, a second valve body on an actuator side valve seat surface, wherein the first and the second valve body are formed by separate components and a spring arrangement between the two valve bodies is clamped, wherein the first valve body has a substantially sleeve-shaped base body with a receiving opening in which the second valve body is guided.

Vorteilhafterweise können die beiden Ventilkörper unterschiedlich groß ausgeführte druckbeaufschlagte Ventilflächen aufweisen. Die Größe der druckbeaufschlagten Ventilflächen stellt einen wesentlichen Einstellparameter für die Dämpfkraft eines Dämpfventils dar.Advantageously, the two valve bodies may have different sized executed pressurized valve surfaces. The size of the pressurized valve surfaces is a significant adjustment parameter for the damping force of a damping valve.

Die Federanordnung wirkt für beide Dämpfventile. Diese koaxiale Anordnung der Ventilkörper verkürzt den notwendigen axialen Bauraum für das Dämpfventil.The spring arrangement acts for both damping valves. This coaxial arrangement of the valve body shortens the necessary axial space for the damping valve.

Um die Federanordnung gegen radiale Kräfte oder gegen Ausknickung zu schützen, wird die Federanordnung von einer Wandung der Aufnahmeöffnung geführt.In order to protect the spring assembly against radial forces or against buckling, the spring assembly is guided by a wall of the receiving opening.

Die Strömungswege im Dämpfventil lassen sich insbesondere dadurch besonders einfach realisieren, indem der auf der gehäuseseitigen Ventilsitzfläche vorgespannte Ventilkörper eine Abflussöffnung für das Teilventil mit der aktuatorseitigen Ventilsitzfläche aufweist.The flow paths in the damping valve can be particularly easily realized in particular by the biased on the housing side valve seat surface valve body has a drain opening for the part valve with the actuator side valve seat.

Ein weiterer axialer Bauraumvorteil lässt sich erzielen, wenn die Federanordnung von mindestens einer Scheibenfeder gebildet ist. Durch die Auswahl der Bauform der Federanordnung lässt sich generell die Dämpfkraftkennlinie des Dämpfventils bestimmen.Another axial space advantage can be achieved if the spring arrangement is formed by at least one disc spring. By selecting the design of the spring assembly can be generally determine the Dämpfkraftkennlinie the damping valve.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung stützt sich die mindestens eine Scheibenfeder an einen Bund eines Ventilkörpers ab. Der Bund muss nicht vollständig geschlossen, sondern kann auch segmentartig ausgeführt sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one disc spring is supported on a collar of a valve body. The waistband does not have to be completely closed, but can also be segmented.

Um die wirksame druckbeaufschlagte Fläche unabhängig von der Scheibenfeder zu gestalten, weist die mindestens eine Scheibenfeder eine Druckausgleichsöffnung auf.In order to design the effective pressurized surface independently of the disc spring, the at least one disc spring has a pressure compensation opening.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures.

Es zeigt:It shows:

1 Dämpfventil in einer ersten Anströmrichtung 1 Damping valve in a first direction of flow

2 Dämpfventil in einer zweiten Anströmrichtung 2 Damping valve in a second direction of flow

3 Dämpfventil nach den 1 und 2 mit einer Scheibenfeder 3 Damping valve after the 1 and 2 with a disc spring

Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kolben-Zylinder-Aggregat 1, insbesondere einem Schwingungsdämpfer beliebiger Bauart. Beispielhaft ist ein verstellbares Dämpfventil 3 in einem Dämpfventilgehäuse 5 angeordnet. In diesem Fall wird das Dämpfventilgehäuse von einem Kolben an einer hohlen Kolbenstange 7 gebildet. Denkbar sind jedoch auch alternative Bauformen, z. B. in einer Kolbenstangenführung eines Schwingungsdämpfers.The 1 shows a section of a piston-cylinder unit 1 , in particular a vibration damper of any type. An example is an adjustable damping valve 3 in a damper valve housing 5 arranged. In this case, the damper valve housing becomes from a piston to a hollow piston rod 7 educated. Conceivable, however, are alternative designs, eg. B. in a piston rod guide of a vibration damper.

Das Dämpfventilgehäuse 5 ist über mindestens eine Ringdichtung 9 zur Innenwandung eines Zylinders 11 abgedichtet, so dass das Dämpfventilgehäuse 5 den Zylinder 11 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15 unterteilt, die beide mit Dämpfmedium gefüllt sind. Das topfförmige Dämpfventilgehäuse 5 verfügt über einen Boden 17 mit einer Durchgangsöffnung 19 für einen axial beweglichen Verstellkörper 21, der von einem Aktuator beliebiger Bauform betätigbar ist.The damper valve housing 5 is over at least one ring seal 9 to the inner wall of a cylinder 11 sealed so that the damper valve housing 5 the cylinder 11 in a piston rod side and a piston rod remote work space 13 ; 15 divided, both of which are filled with damping medium. The cup-shaped damper valve housing 5 has a floor 17 with a passage opening 19 for an axially movable adjusting body 21 , which is actuated by an actuator of any design.

Ein umlaufender Rand 23 des Dämpfventilgehäuses 5 weist in Richtung eines Innenraums 25 eine gehäuseseitige Ventilsitzfläche 27 auf, die zusammen mit einem ersten Ventilkörper 29 ein erstes Dämpfventil 31 bildet. A circumferential edge 23 of the damper valve housing 5 points in the direction of an interior 25 a housing-side valve seat surface 27 on that together with a first valve body 29 a first damping valve 31 forms.

Der Verstellkörper 21 verfügt in Richtung des umlaufenden Randes 23 über eine aktuatorseitige Ventilsitzfläche 33, die mit einem zweiten Ventilkörper 35 ein zweites Dämpfventil 37 bildet. Der erste Ventilkörper 29 und der zweite Ventilkörper 35 werden von separaten Bauteilen gebildet.The adjusting body 21 has towards the peripheral edge 23 via an actuator-side valve seat surface 33 connected to a second valve body 35 a second damping valve 37 forms. The first valve body 29 and the second valve body 35 are formed by separate components.

Der erste Ventilkörper 29 verfügt über einen im Wesentlichen hülsenförmigen Grundkörper mit einer radialen Stützfläche 39 für eine Federanordnung 41. Die radiale Stützfläche 39 begrenzt eine Abflussöffnung 43 für das zweite Dämpfventil 37. In einer Aufnahmeöffnung 45 des ersten Ventilkörpers 29 ist der zweite, ebenfalls hülsenförmige Ventilkörper 35 geführt, wobei beide Ventilkörper 29; 35 eine axiale Relativbewegung zueinander ausführen können. Die Federanordnung 41 greift an einer in Richtung der ersten Ventilsitzfläche 27 weisenden Stirnfläche 47 des zweiten Ventilkörpers 35 an, so dass die Federanordnung 41 zwischen den beiden Ventilkörpern 29; 35 verspannt ist. In dieser Ausführungsform wird die Federanordnung von mindestens einer Schraubenfeder gebildet, die von einer Wandung 49 der Aufnahmeöffnung 45 geführt wird. Wird der Verstellkörper 21 axial bewegt, dann ändert sich der axiale Bauraum zwischen der Stirnfläche 47 und der Stützfläche 39 und infolge proportional die Vorspannung der Federanordnung 41.The first valve body 29 has a substantially sleeve-shaped base body with a radial support surface 39 for a spring arrangement 41 , The radial support surface 39 limited a drain opening 43 for the second damping valve 37 , In a receiving opening 45 of the first valve body 29 is the second, also sleeve-shaped valve body 35 guided, with both valve body 29 ; 35 can perform an axial relative movement to each other. The spring arrangement 41 engages one in the direction of the first valve seat surface 27 pointing face 47 of the second valve body 35 on, so that the spring assembly 41 between the two valve bodies 29 ; 35 is tense. In this embodiment, the spring assembly is formed by at least one helical spring, which by a wall 49 the receiving opening 45 to be led. Will the adjusting body 21 moved axially, then changes the axial space between the end face 47 and the support surface 39 and proportional to the bias of the spring assembly 41 ,

Die 1 zeigt das Dämpfventil 3 bei einer Anströmung des Dämpfventils in Pfeilrichtung. Dabei kann das Dämpfmedium über Anschlussöffnungen 51 in den Innenraum 25 gelangen. Dabei wird das erste Dämpfventil 31 über die Druckbeaufschlagung einer endseitigen Stirnfläche 53 in Schließrichtung auf die gehäuseseitige Ventilsitzfläche 27 gedrückt.The 1 shows the damping valve 3 at a flow of the damping valve in the arrow direction. In this case, the damping medium via connection openings 51 in the interior 25 reach. This is the first damping valve 31 via the pressurization of an end-side end face 53 in the closing direction on the housing-side valve seat surface 27 pressed.

Der Ventilkörper 35 des zweiten Dämpfventils 37 wird in Öffnungsrichtung belastet. Die in Öffnungsrichtung druckbeaufschlagte Fläche wird der Differenz des Außendurchmessers d2 und des äußeren Durchmessers d1 im Kontaktbereich zwischen der aktuatorseitigen Ventilsitzfläche 33 und dem zweiten Ventilkörper 35 gebildet. Gegen die Kraft der Federanordnung 41 kann der zweite Ventilkörper 35 von der aktuatorseitigen Ventilsitzfläche 33 abheben und den weiteren Strömungsweg über die Abflussöffnung 43 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 freigeben.The valve body 35 of the second damping valve 37 is loaded in the opening direction. The area pressurized in the opening direction becomes the difference of the outer diameter d2 and the outer diameter d1 in the contact area between the actuator-side valve seat surface 33 and the second valve body 35 educated. Against the force of the spring arrangement 41 can the second valve body 35 from the actuator-side valve seat surface 33 lift off and the other flow path via the drain opening 43 in the piston rod remote working space 15 release.

In 2 ist die Anströmung des Dämpfventils 3 ausgehend vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 dargestellt. Auch hier wird das eine Ventil, in diesem Fall das zweite Dämpfventil 37 vom Druck des Dämpfmediums auf die endseitige Stirnfläche 47 in die Schließposition vorgespannt. Der erste Ventilkörper 29 verfügt über eine druckbeaufschlagte Fläche, die durch den Kontaktdurchmesser d3 des ersten Ventilkörpers 29 auf der Ventilsitzfläche 27 und dem Durchmesser d2 = Durchmesser der Aufnahmeöffnung 45 bestimmt wird. Bei einer entsprechenden Druckbelastung hebt der erste Ventilkörper 29 gegen die Kraft der Federanordnung 41 von der Ventilsitzfläche 27 ab.In 2 is the flow of the damping valve 3 starting from the piston rod remote working space 15 shown. Again, this will be a valve, in this case the second damper valve 37 from the pressure of the damping medium on the end face 47 biased in the closed position. The first valve body 29 has a pressurized area defined by the contact diameter d3 of the first valve body 29 on the valve seat surface 27 and the diameter d2 = diameter of the receiving opening 45 is determined. At a corresponding pressure load lifts the first valve body 29 against the force of the spring assembly 41 from the valve seat surface 27 from.

Man kann die Durchmesser d3 und d1 frei bestimmen und dadurch die Größe der jeweils an den Ventilkörpern 29; 35 in Öffnungsrichtung druckbeaufschlagten Flächen zu wählen. Jede Änderung dieser beiden Konstruktionsdurchmesser hat keinen Einfluss auf das Öffnungsverhalten des jeweils anderen Dämpfventils.You can freely determine the diameter d3 and d1, and thus the size of each of the valve bodies 29 ; 35 to choose in the opening direction pressurized areas. Any change in these two design diameters does not affect the opening behavior of the other damper valve.

Mit der 3 soll gezeigt werden, dass alternativ zur Federanordnung 41 mit mindestens einer Schraubendruckfeder auch eine Scheibenfeder sinnvoll einsetzbar ist. Im direkten Vergleich mit der 1 oder 2 ist der erreichbare axiale Bauraumvorteil sichtbar. Abweichend zur 1 ist die Scheibenfeder zwischen einem bezogen auf die aktuatorseitige Ventilsitzfläche 33 radial nach außen weisenden Bund 55 des zweiten Ventilkörpers 35 und der Stirnfläche 53 des ersten Ventilkörpers 29 verspannt. Um die Federwirkung der mindestens einen Scheibenfeder möglichst frei von unerwünschten hydraulischen Einflüssen zu halten, weist die mindestens eine Scheibenfeder mindestens eine Druckausgleichsöffnung 57 auf, die den Innenraum 25 mit einem von der Stirnfläche 53 und der Scheibenfeder 41 begrenzten Ringraum 59 verbindet, so dass stets ein Volumenausgleich stattfindet, wenn sich bei einer axialen Bewegung eines der. Ventilkörper 29; 35 das Volumen des Ringraum verändert.With the 3 should be shown that as an alternative to the spring arrangement 41 with at least one helical compression spring and a disc spring is useful. In direct comparison with the 1 or 2 the achievable axial space advantage is visible. Deviating from 1 is the disc spring between a relative to the actuator-side valve seat surface 33 radially outward-pointing collar 55 of the second valve body 35 and the face 53 of the first valve body 29 braced. In order to keep the spring action of the at least one disc spring as free as possible of undesirable hydraulic influences, the at least one disc spring has at least one pressure equalization opening 57 on that the interior 25 with one of the face 53 and the disc spring 41 limited annulus 59 connects so that there is always a volume balance, when in an axial movement of the. valve body 29 ; 35 changed the volume of the annulus.

Die Funktionsweise des Dämpfventils 3 entspricht der Variante nach den 1 und 2.The functioning of the damping valve 3 corresponds to the variant according to the 1 and 2 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kolben-Zylinder-AggregatPiston-cylinder assembly
33
verstellbares Dämpfventiladjustable damping valve
55
DämpfventilgehäuseDämpfventilgehäuse
77
Kolbenstangepiston rod
99
Ringdichtungring seal
1111
Zylindercylinder
1313
kolbenstangenseitiger Arbeitsraumpiston rod side working space
1515
kolbenstangenferner ArbeitsraumKolbenstangenferner workspace
1717
Bodenground
1919
DurchgangsöffnungThrough opening
2121
Verstellkörperadjusting body
2323
umlaufender Randsurrounding border
2525
Innenrauminner space
2727
gehäuseseitige Ventilsitzflächehousing-side valve seat surface
2929
erster Ventilkörperfirst valve body
3131
erstes Dämpfventilfirst damping valve
3333
aktuatorseitige Ventilsitzflächeactuator-side valve seat surface
3535
zweiter Ventilkörpersecond valve body
3737
zweites Dämpfventilsecond damping valve
3939
radiale Stützflächeradial support surface
4141
Federanordnungspring assembly
4343
Abflussöffnungdrain opening
4545
Aufnahmeöffnungreceiving opening
4747
Stirnflächeface
4949
Wandungwall
5151
Anschlussöffnungport opening
5353
Stirnflächeface
5555
BundFederation
5757
DruckausgleichsöffnungPressure equalization port
5959
Ringraumannulus

Claims (6)

Verstellbares Dämpfventil (3), insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, umfassend ein Dämpfventilgehäuse (5), das von einem Dämpfmedium in zwei Richtungen durchströmt wird, mit einem Ventilkörper (29; 35) und zwei Ventilsitzflächen (27; 33), von denen eine Ventilsitzfläche (33) über einen Aktuator (21) axial positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Ventil (31) ein erster Ventilkörper (29) auf einer gehäuseseitigen Ventilsitzfläche (27) und bei einem zweiten Ventil (37) ein zweiter Ventilkörper (35) auf einer aktuatorseitigen Ventilsitzfläche (33) vorgespannt ist, wobei der erste und der zweite Ventilkörper (29, 35) von separaten Bauteilen gebildet werden und eine Federanordnung (41) zwischen den beiden Ventilkörpern (29; 35) verspannt ist, wobei der erste Ventilkörper (29) einen im wesentlichen hülsenförmigen Grundkörper mit einer Aufnahmeöffnung (45) aufweist, in der der zweite Ventilkörper (35) geführt ist.Adjustable damping valve ( 3 ), in particular for a vibration damper, comprising a damping valve housing ( 5 ), which is flowed through by a damping medium in two directions, with a valve body ( 29 ; 35 ) and two valve seat surfaces ( 27 ; 33 ), of which a valve seat surface ( 33 ) via an actuator ( 21 ) is axially positionable, characterized in that at a first valve ( 31 ) a first valve body ( 29 ) on a housing-side valve seat surface ( 27 ) and at a second valve ( 37 ) a second valve body ( 35 ) on an actuator-side valve seat surface ( 33 ) is biased, wherein the first and the second valve body ( 29 . 35 ) are formed by separate components and a spring arrangement ( 41 ) between the two valve bodies ( 29 ; 35 ), wherein the first valve body ( 29 ) a substantially sleeve-shaped base body having a receiving opening ( 45 ), in which the second valve body ( 35 ) is guided. Verstellbares Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (41) von einer Wandung (49) der Aufnahmeöffnung (45) geführt wird.Adjustable damping valve according to claim 1, characterized in that the spring arrangement ( 41 ) from a wall ( 49 ) of the receiving opening ( 45 ) to be led. Verstellbares Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der gehäuseseitigen Ventilsitzfläche (27) vorgespannte Ventilkörper (29) eine Abflussöffnung (43) für das Teilventil (37) mit der aktuatorseitigen Ventilsitzfläche (33) aufweist.Adjustable damping valve according to claim 1, characterized in that on the housing-side valve seat surface ( 27 ) prestressed valve bodies ( 29 ) an outlet ( 43 ) for the part valve ( 37 ) with the actuator-side valve seat surface ( 33 ) having. Verstellbares Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (41) von mindestens einer Scheibenfeder gebildet wird.Adjustable damping valve according to claim 1, characterized in that the spring arrangement ( 41 ) is formed by at least one disc spring. Verstellbares Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Scheibenfeder (41) an einen Bund (55) des Ventilkörpers (35) abstützt.Adjustable damping valve according to claim 4, characterized in that the at least one disc spring ( 41 ) to a federation ( 55 ) of the valve body ( 35 ) is supported. Verstellbares Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Scheibenfeder (41) eine Druckausgleichsöffnung (57) aufweist.Adjustable damping valve according to claim 4, characterized in that the at least one disc spring ( 41 ) a pressure compensation opening ( 57 ) having.
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